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牛嶺礦區(qū)第四系松軟地層套管事故處理技術(shù)

文檔作者：張濤，劉國(guó)成文檔來(lái)源：贛南地質(zhì)調(diào)查大隊(duì)，		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2022年12月09日
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探礦工程(巖土鉆掘工程) 2011年第38卷第3期
牛嶺礦區(qū)第四系松軟地層套管事故處理技術(shù)
張濤，劉國(guó)成
(贛南地質(zhì)調(diào)查大隊(duì)，江西贛j,I、I 341000)
摘要：第四系松軟地層松散掉塊，一般情況下必須下人套管，但出現(xiàn)套管事故非常不易處理。通過(guò)對(duì)一起套管事
故處理措施和過(guò)程進(jìn)行總結(jié)，為類似地層套管事故處理提供可借鑒的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)。
關(guān)鍵詞：松軟地層；套管事故；處理技術(shù)；改進(jìn)措施
中圖分類號(hào)：P634．8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672—7428(2011)03—0024—02
Casing Accident Treatment Technology in Loose Soil of Quaternary Strata in Niuling Mining Area／ZHANG Tao，
ⅡU Guo—cheng(Gannan Brigade of Geology Storey，Ganzhou Jiangxi 341000．China)
Abstract：The quaternary strata is loose and easily collapsing，normally casing set is necessary in the soil drilling，and cas—
ing accident is very dificult to dill with．This article accumulates experience in incident handing techniques in similar soil
through the summary of the treatment process and provides the treatment measures for casing incident．
Key words：loose shallow soil；casing accident；treatment technology ；improvement measure
在地質(zhì)鉆探工程施工過(guò)程中，必須注意套管的
安裝和鉆進(jìn)過(guò)程中的套管狀況。套管主要在第四系
松軟地層中下入，第四系地層比較松軟，一旦發(fā)生事
故，斷落的套管容易被掩埋，打撈比較困難，甚至?xí)?
造成鉆孔報(bào)廢，直接影響鉆探生產(chǎn)的質(zhì)量和效益，造
成重大經(jīng)濟(jì)損失。因此第四系松軟地層的套管事故
預(yù)防和處理是個(gè)急待解決的問(wèn)題。
1 工程概況
江西省贛州市大余縣牛嶺鎢礦礦區(qū)擴(kuò)儲(chǔ)勘查鉆
探施工區(qū)域，鉆孔施工為75。傾斜角，孔徑技術(shù)要求
為76 mm終孔。地質(zhì)地層情況比較復(fù)雜，普遍覆蓋
有約30 m厚的第四系松軟地層，30～150 m為含破
碎帶砂巖，150 m以深為花崗巖。由于第四系地層土
質(zhì)松軟，且夾雜有砂、礫石，極易垮塌，鉆井液護(hù)壁比
較困難，在地質(zhì)取心鉆孔過(guò)程中，必需下入套管隔離。
2 事故情況
在鉆孔鉆至270 m左右時(shí)，施工人員發(fā)現(xiàn)孔口
返回的水越來(lái)越少，每次提鉆取心后，鉆具下入的過(guò)
程中，施工人員在孔口以深14 1TI處經(jīng)常有擦掛的感
覺(jué)，直至在一次鉆桿起拔后，鉆具再也無(wú)法通過(guò)孔口
以深14 m的位置。經(jīng)技術(shù)人員研究，認(rèn)為套管在距
孔口14 m處脫扣或斷裂。
3 事故原因
由于第四系覆蓋層中夾雜礫石很多，下套管過(guò)
程中多有石塊出人孔壁，形成架橋或活石，以致套管
無(wú)法穿過(guò)第四系地層，尚有1 m多沒(méi)有坐實(shí)在基巖
上。而在鉆進(jìn)過(guò)程中，由于鉆井液的沖刷、鉆桿與套
管的碰撞，使得套管底部和下部環(huán)狀間隙中托著套
管的石塊掉落，套管被架空，在與鉆桿的不斷碰撞過(guò)
程中搖擺脫扣。
4 事故分析與打撈措施
此孑L套管下人總長(zhǎng)30 m，全部為0108 mm套
管。脫扣處位于孑L口以下14 m處。套管脫扣后，在
脫扣位置形成“狗腿”，繼續(xù)鉆進(jìn)已不可能，必須馬
上對(duì)套管進(jìn)行起拔和打撈。
4．1 鉆探設(shè)備的配備
根據(jù)地層情況、鉆孔深度和技術(shù)要求，鉆探設(shè)備
配備如下：17 m鉆塔、XY一4型鉆機(jī)、BW 一250型
泥漿泵、050 mlTl鉆桿、01o8 mm和089 mm套管。
4．2 打撈方法及措施
打撈套管與打撈鉆桿有很大不同，鉆桿在孔內(nèi)
有很大的環(huán)狀問(wèn)隙，可以使用多種打撈技術(shù)，而套管
與孑L壁之問(wèn)幾乎沒(méi)有環(huán)狀間隙，在機(jī)臺(tái)現(xiàn)有技術(shù)下，
只能采用公錐打撈。
收稿日期：2010—10—28；修回日期：2011—03一O1
作者簡(jiǎn)介：張濤(1965一)，男(漢族)，江西瑞金人，贛南地質(zhì)調(diào)查大隊(duì)勘探公司總工程師、 l 程師，探礦工程專業(yè)，從事鉆探工程施工與地基
基礎(chǔ)施工工作，江西省贛州市客家大道11號(hào)，gzkt2004@sina．corn；劉國(guó)成(1985一)，男(漢族)，河北衡水人，贛南地質(zhì)調(diào)查大隊(duì)勘探公司助理
工程師，勘察工程專業(yè)，從事鉆探工程施工與地基基礎(chǔ)施工丁作，liugu0cheng1985@yeah．net。
2011年第38卷第3期 探礦工程(巖土鉆掘工程) 25
5 打撈過(guò)程
機(jī)臺(tái)人員隨即使用公錐打撈套管，但由于在下
套管時(shí)為了塞緊套管與孔壁的環(huán)狀間隙，在孔壁周
圍塞了很多編織袋。在起拔完脫扣處上面的套管
時(shí)，大部分編織袋落人孑L內(nèi)，以致孔口被堵住，由于
地層松軟，下人公錐后錐不到套管，錐子總是滑向一
邊，在不斷的打撈過(guò)程中，在重力作用下，鉆桿和公
錐將14 m以淺的鉆孔磨成橢圓柱狀(見圖1)，使打
撈事故更加復(fù)雜化。通過(guò)孔底照像技術(shù)觀測(cè)，在橢
圓孑L內(nèi)的重力一側(cè)有一孔洞，技術(shù)人員開始以為這
便是鉆孔，又進(jìn)行打撈工作，幾次無(wú)果后，經(jīng)技術(shù)人
員仔細(xì)推斷，閉路電視看到的那個(gè)孔并不是鉆孔，而
是打撈過(guò)程中公錐錐出來(lái)的孔，打撈過(guò)程到這陷入
僵局。經(jīng)過(guò)施工人員研究，決定先下鉤子將蒙在套
管孔口處的編織袋勾上來(lái)，然后在橢圓孔內(nèi)下入套
管坐墊，再下人帶引徑的錐子打撈。
礙 “m
圖1 鉆孔不意圖
在不斷的試錐過(guò)程中，先后下入一根0108 mm
套管和3個(gè)立根的050 mm鉆桿，將約1 m長(zhǎng)的做
引徑的鉆桿弄彎一小角度，用紅漆做好鉆桿彎向的
標(biāo)記，以便于轉(zhuǎn)動(dòng)后將彎向?qū)ο蛱坠?，?duì)準(zhǔn)后在引徑
接頭的引導(dǎo)下，將錐子引入套管，先通過(guò)扳手手動(dòng)擰
幾下，再用鉆機(jī)緩慢錐穩(wěn)，當(dāng)鉆機(jī)感到吃力時(shí)即為錐
穩(wěn)，錐穩(wěn)后，先把坐墊的3立根鉆桿和一根套管起
拔，再起拔所錐套管。但沒(méi)想到拉不動(dòng)，好在套管用
的是反絲絲扣，這樣只能一根一根的錐，后面的幾節(jié)
鉆桿由于鉆孔相對(duì)更深些，鉆孔結(jié)構(gòu)保持還比較完
好，再下錐時(shí)不用再下套管或鉆桿做墊，每次下鉆桿
時(shí)，為防止錐死，用約10～20 kN的壓力，是否錐牢
就觀察鉆機(jī)是否吃力，反掉套管時(shí)，約用10～20 kN
的提引力，邊緩慢提鉆邊緩慢上反，通過(guò)2天的努
力，最終將全部套管打撈上來(lái)。
6 套管安裝的改進(jìn)措施
對(duì)于套管的再次安裝，技術(shù)人員提出了2種技
術(shù)方案：
(1)因下人套管后不容易坐實(shí)，所以下入套管
后用水泥固井，以防止事故的再次發(fā)生；
(2)下雙套管，在下人0108 mm套管后在套管
里再下人089 mm套管，以076 mm鉆頭鉆進(jìn)終孔。
經(jīng)技術(shù)人員討論，使用第一種措施水泥固定套
管可保萬(wàn)無(wú)一失，但套管無(wú)法回收，而此時(shí)鉆孔已達(dá)
200多米，固孔時(shí)水泥會(huì)在套管底部流入孔內(nèi)，難以
得到控制，技術(shù)難度大，施工成本高；而第二種措施
實(shí)施相對(duì)比較容易，且套管可以回收，避免了不必要
的經(jīng)濟(jì)損失，同時(shí)，由于是雙套管，所以外套管發(fā)生
事故的可能性不大，如若內(nèi)套管發(fā)生脫扣或其他套
管事故，因有外套管，處理起來(lái)也會(huì)相對(duì)容易。
綜合考慮，最后套管下人安裝采用第二套方案，
既保證了鉆探的j r~,q進(jìn)行又提高了經(jīng)濟(jì)效益。
7 結(jié)語(yǔ)
第四系松軟地層中進(jìn)行地質(zhì)鉆探工程施工中，
加強(qiáng)對(duì)套管事故的預(yù)防非常重要，套管安裝過(guò)程中
盡量將套管下到位，使之能夠完全穿過(guò)第四系松散
地層，坐實(shí)到堅(jiān)實(shí)地層上。一般情況下，只要套管能
夠坐實(shí)，孔口固定，施工過(guò)程中就不會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題，同
時(shí)注意鉆進(jìn)操作規(guī)程，密切觀察孑L口返水量，及時(shí)作
出判斷，防止事故的發(fā)生。
運(yùn)用液壓割管技術(shù)成功處理深孔事故
國(guó)土資源網(wǎng)消息湖南煤田地質(zhì)局第一勘探隊(duì)地勘院技術(shù)人員
日前運(yùn)用液壓割管技術(shù)方法，l在末陽(yáng)市磨田煤礦勘探區(qū)ZK8211孔
977 111深處，成功處理一起鉆具埋鉆事故。
據(jù)r解，自20世紀(jì)90年代推廣繩索取心鉆進(jìn)工藝開始，該隊(duì)即
開展了液壓割管處理孔內(nèi)事故的技術(shù)方法等研究，并完成了中國(guó)煤
田地質(zhì)總局下達(dá)的Ⅱ類科研項(xiàng)H《湘南煤田復(fù)雜地層繩索取心安全
快速鉆進(jìn)研究》，其中包括對(duì)繩索取心孔內(nèi)事故處理方法的研究，以
及處理專用工具設(shè)計(jì)與試驗(yàn)。在設(shè)計(jì)的7種專用：I：具巾，液壓割管
器就是其中之一。
據(jù)悉，該隊(duì)此次液壓割管處理孔內(nèi)事故的具體操作方法是：將直
徑42 I]flIYI的鉆桿連同液』土割管器一同下人育徑71 mm的鉆具內(nèi)，利
用水泵輸送沖洗液推動(dòng)刀具伸縮、鉆機(jī)回轉(zhuǎn)切割，從而切割一段再撈
取一段。
運(yùn)用液 割管處理孔內(nèi)事故的這一技術(shù)方法，大大簡(jiǎn)化了孔內(nèi)
事故處卵的工序，實(shí)現(xiàn)l『孔內(nèi)事故快速處理，從而縮短了施工周期，
并有效降低了生產(chǎn)成本

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